DE2703940C2 - Relay valve for air cylinder - Google Patents

Relay valve for air cylinder

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil für die schnelle Be- und Entlüftung eines Druckluftzylinders mit einem Steuerkolben, der auf einer Seite über einen Steuerdruckanschluß des Ventils mit Steuerdruck beaufschlagt ist, auf der anderen Seite mit dem Arbeitsdruck des Druckluftzylinders und mit einem rohrförmigen Ventilkörper mit Dichtkragen, der einen Durchlaß zwischen einem Vorratsdruckanschluß und einem Arbeitsdruckanschluß des Ventils öffnet bzw. verschließt, wobei der Steuerkolben so angeordnet ist, daß er bei einer Stellbewegung unter der Kraft des Steuerdrucks den rohrförmigen Ventilkörper mitnimmt, wodurch der Durchlaß zwischen Vorratsdruckanschluß und Arbeitsdruckanschluß geöffnet wird.The invention relates to a relay valve for the rapid ventilation of a compressed air cylinder a control piston, which on one side via a control pressure connection of the valve with control pressure is acted upon, on the other hand with the working pressure of the compressed air cylinder and with a tubular valve body with sealing collar, which has a passage between a supply pressure connection and a working pressure connection of the valve opens or closes, the control piston being arranged so that it takes the tubular valve body with it during an actuating movement under the force of the control pressure, whereby the passage between the supply pressure connection and the working pressure connection is opened.

Ein solches Relaisventil ist aus der Druckschrift »Prüfanweisung für Relaisventil 9 73 001« der Firma Westinghouse vom Juni 1969 bekanntgeworden. Solche Relaisventile werden insbesondere für die Arbeitszylinder von Druckluftbremsanlagen bei Nutzfahrzeugen verwendet, in deren Nähe sie installiert sind, um trotz der üblicherweise großen Entfernung zwischen den Arbeitszylindern, den Druckluftvorratsbehältern und der Betätigungseinrichtung die Ansprechzeit (das ist die Zeitdauer zwischen der Betätigung eines Steuerhebels und dem tatsächlichen Reagieren des Arbeitszylinders) geringhalten zu können. Ein Problem dieser Relaisventile besteht nun darin, den sehr fein dosierbaren Steuerdruck, mit dem sie beaufschlagt werden, in einen entsprechend fein dosierten Arbeitsdruck umzusetzen. Besonders die Umsetzung sehr geringer Steuerdrücke in entsprechende Arbeitsdrücke stößt wegen der nicht ausschaltbaren Reibung des Steuerkolbens solcher Relaisventile auf Schwierigkeiten. Als Folge davon ergeben sich unzulässig große Ansprechzeiten der Druckluftbremsanlage. Ein Ausweg aus diesen Schwierigkeiten bestünde darin, die mit dem Steuerdruck zu beaufschlagende Fläche des Steuerkolbens gegenüber bekannten Lösungen zu erhöhen, wodurch Reibungsund Trägheitskräfte dieses Steuerkolbens bereits bei sehr geringen Steuerdrücken überwunden werden könnten. Der Nachteil einer solchen Lösung des anstehenden Problems, nämlich die Vergrößerung des gesamten Relaisventils wiegt aber so schwer, daß bisher lieber der relativ große Ansprechdruck der Bremsanlage in Kauf genommen wurde.Such a relay valve is from the publication "Test instructions for relay valve 9 73 001" from Westinghouse from June 1969 became known. Such Relay valves are used in particular for the working cylinders of compressed air brake systems in commercial vehicles used in the vicinity of which they are installed, despite the usually large distance between the Working cylinders, the compressed air reservoirs and the actuating device the response time (that is the Time between actuation of a control lever and the actual reaction of the working cylinder) to be able to keep it low. A problem with these relay valves is the very finely dosed To convert the control pressure with which they are applied into a correspondingly finely metered working pressure. In particular, the implementation of very low control pressures in corresponding working pressures does not come across because of the Disengageable friction of the control piston of such relay valves on difficulties. As a consequence of this result in inadmissibly long response times of the compressed air brake system. A way out of these difficulties would consist in facing the area of the control piston to which the control pressure is to be applied known solutions to increase, whereby friction and inertia forces this control piston already at very low control pressures could be overcome. The disadvantage of such a solution of the pending problem, namely the enlargement of the entire relay valve weighs so heavily that so far rather the relatively high response pressure of the brake system was accepted.

Aus der DE-PS 9 51 681, der AT-PS 2 13 676 und der DF-AS 15 23 581 sind Verstärker bekannt, deren steuerungsaktives Eingangsteil in Form eines Kolbens oder einer Membran steuerdruckseitig zusätzlich mit der Druckkraft einer vorgespannten Feder belastet ist.From DE-PS 9 51 681, AT-PS 2 13 676 and DF-AS 15 23 581 amplifiers are known whose control-active input part in the form of a piston or a diaphragm on the control pressure side additionally with the compressive force of a pretensioned spring is loaded.

Diese Feder dient der Verbesserung des Ansprechverhaltens. Bei den Vorrichtungen der beiden erstgenannten Druckschriften wird das steuerungsaktive Eingangsteil allerdings von beiden Seiten her mit unterschiedlich starken Federn belasteL Bei der Vorrichtung nach der DE-AS 15 23 581 gibt es zwar nur eine auf das steuerungsaktive Eingangsteil wirkende Feder. Diese dient jedoch nicht etwa der Überwindung von Reibungskräften, sondrrn dazu, ein bewegliches Teil an einem Doppelventil in Anlage zu halten. Schließlich sind in den Vorrichtungen der vorgenannten Druckschriften keine Mittel enthalten, die eine besonders feine Dosierung des Arbeitsdruckes in Abhängigkeit vom Steuerdruck ermöglichen würden.This spring is used to improve the response. With the devices of the first two The control-active input part is, however, printed differently from both sides strong springs loadL In the device according to DE-AS 15 23 581 there is only one on the control-active input part acting spring. However, this does not serve to overcome Frictional forces, but also a moving part to keep a double valve in place. Finally, in the devices of the aforementioned documents do not contain any means that allow a particularly fine dosage of the working pressure depending on the Would allow control pressure.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein gattungsgemäßes Relaisventil so zu verbessern, daß es bereits bei geringsten Steuerdrücken anspricht und dementsprechend minimale Ansprechzeiten aufweist, ohne daß dabei eine Vergrößerung des gesamten Ventils in Kauf genommen werden muß.The object of the present invention is now to improve a generic relay valve so that it responds even to the lowest control pressures and accordingly has minimal response times, without having to accept an enlargement of the entire valve.

Zur Lösung dieser Aufgabe vr-rd gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß der Steuerkolben steuerdruckseitig zusätzlich mit der Druckkraft einer vorgespannten Feder belastet ist und Rückschlagventile aufweist, die einen Luftdurchtritt nur in Richtung zur Steuerdruckseite ermöglichen.To solve this problem vr-rd proposed according to the present invention that the control piston the control pressure side is additionally loaded with the pressure force of a pretensioned spring and check valves has, which allow air passage only in the direction of the control pressure side.

Durch die auf den Steuerkolben mittels der Feder aufgebrachte Vorlast wird erreicht, daß das Relaisventil bereits bei geringsten Steuerdrücken im Bereich von 0,1 bis 0,2 Atmosphären anspricht. Die Rückschlagventile im Steuerkolben dienen einer vollständigen Entlüftung der Arbeitsdruckanschlüsse über den Steuerdruckanschluß. Eine solche vollständige Entlüftung war bei einem gattungsgemäßen Relaisventil über dem rohrförmigen Ventilkörper möglich. Aufgrund der von der Feder aufgebrachten Vorlast liegt jedoch der Steuerkolben am rohrförmigen Ventilkörper an und somit ist die Verbindung zwischen dem Arbeitsdruckanschluß und der Entlüftungsöffnung unterbrochen, weshalb die Entlüftung dann über die Rückschlagventile im Steuerkolben erfolgt.The preload applied to the control piston by means of the spring ensures that the relay valve responds even to the lowest control pressures in the range of 0.1 to 0.2 atmospheres. The check valves in the control piston are used to completely vent the working pressure connections via the control pressure connection. Such a complete venting was in a generic relay valve above the tubular Valve body possible. Due to the preload applied by the spring, however, the control piston lies on the tubular valve body and thus the connection between the working pressure connection and the ventilation opening is interrupted, which is why ventilation is then via the check valves in the control piston he follows.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Rückschlagventile im Steuerkolben in der Weise gebildet werden, daß der Steuerkolben Verbindungsbohrungen zwischen der Arbeitsdruckseite und der Steuerdruckseite aufweist, die mittels einer steuerdruckseitig am Steuerkolben angebrachten Membran abgedeckt sind. Diese Ausbildung der Rückschlagventile hat den Vorteil, daß sowohl das Gewicht, alsIn a further embodiment of the invention it is proposed that that the check valves in the control piston are formed in such a way that the control piston Has connecting bores between the working pressure side and the control pressure side, which by means of a The membrane attached to the control piston on the control pressure side are covered. This training of the check valves has the advantage that both the weight and

auch die räumliche Ausdehnung des Steuerkolbens nahezu unverändert bleibt, und somit sowohl der gesamte, zur Verfügung stehende Stellweg praktisch voll erhalten bleibt, als auch die Massenkraft des Steuerkolbens nicht erhöht wird.also the spatial extent of the control piston remains almost unchanged, and thus both the entire, available travel is practically fully preserved, as well as the inertia force of the Control piston is not increased.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Vorspannung der den Steuerkolben belastenden Feder einstellbar ist Durch eine solche Einstellbarkeit der Vorspannung, die zweckmäßigerweise mittels einer einfachen Einstellschraube erzielt wird, läßt sich der Ansprechdruck für den Steuerkolben sehr genau einstellen. Dadurch kann das Relaisventil auch an unterschiedliche Steuerdruckbereiche angepaßt werden. In a further embodiment of the invention it is proposed that that the bias of the spring loading the control piston is adjustable by such Adjustability of the preload, which is expediently achieved by means of a simple adjusting screw, the response pressure for the control piston can be set very precisely. This means that the relay valve can also switch on different control pressure ranges can be adapted.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert In der Zeichnung ist ein Relaisventil im Schnitt dargestellt Das Relaisventil weist einen Steuerdruckanschluß 5 auf, an dem eine SteuerleitUiig anzuschließen ist, einen Vorratsdruckanschluß K der über nicht dargestellte Leitungen mit Vorratsdruckbehältern in Verbindung steht, und einen Arbeitsdruckanschluß Z, von dem aus eine ebenfalls nicht dargestellte Leitung zu dem bzw. den Arbe.tszyüiidern führt Zwischen dem Vorratsdruckanschluß Kund dem Arbeitsdruckanschluß Z ist ein Durchlaß 4 vorgesehen, der mittels eines rohrförmigen Ventilkörpers 5 geöffnet bzw. verschlossen werden kann. Hierzu ist der rohrförmige Ventilkörper 5 in Vertikalrichtung verschiebbar und weist an seinem Außenumfang einen Dichtkragen 6 auf. Mittels einer Druckfeder 7, die gegen den Dichtkragen 6 wirkt, wird dieser in der gezeigten Schließstellung gehalten.An embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. In the drawing, a relay valve is shown in section Z, from which a line (also not shown) leads to the working cylinder or cylinders. Between the supply pressure connection and the working pressure connection Z , a passage 4 is provided which can be opened or closed by means of a tubular valve body 5. For this purpose, the tubular valve body 5 is displaceable in the vertical direction and has a sealing collar 6 on its outer circumference. By means of a compression spring 7, which acts against the sealing collar 6, the latter is held in the closed position shown.

Koaxial zum rohrförmigen Ventilkörper 5 ist ein Steuerkolben 3 angeordnet, dessen Bewegungsrichtung mit der Bewegungsrichtung des rohrförmigen Ventilkörpers übereinstimmt. Der Raum unterhalb des Steuerkolbens 3 steht mit dem Arbeitsdruckanschluß Z in Verbindung während der Raum oberhalb des Steuerkolbens 3 mit dem Steuerdruckanschluß S in Verbindung steht. An seinem Außenrand ist der Steuerkolben 3 mittels einer Gleitdichtung 2 abgedichtet. Von oben, d. h. also steuerdruckseitig wirkt aul den Steuerkolben 3 eine vorgespannte Feder 13, deren Vorspannung mittels einer Stelle hraube 12 einstellbar ist. Im Steuerkolben 3 sind Verbindungsbohrungen 11 angebracht, die steuerdruckseitig von einer Membran 1 abgedeckt sind. Unterhalb des rohrförmigen Ventilkörpers 5 ist eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, cJie mittels einer elastischen Platte 18 von außen herA control piston 3 is arranged coaxially to the tubular valve body 5, the direction of movement of which corresponds to the direction of movement of the tubular valve body. The space below the control piston 3 is connected to the working pressure connection Z, while the space above the control piston 3 is connected to the control pressure connection S. The control piston 3 is sealed on its outer edge by means of a sliding seal 2. From above, that is to say on the control pressure side, a preloaded spring 13 acts on the control piston 3, the preload of which is adjustable by means of a screw 12. Connection bores 11 are provided in the control piston 3 and are covered by a membrane 1 on the control pressure side. A ventilation opening is provided below the tubular valve body 5, cJie by means of an elastic plate 18 from the outside

ίο abgedeckt ist, so daß sie die Funktion eines Rückschlagventil erfüllt, durch das Luft lediglich von der Innenseite des Relaisventils nach außen dringen kann.ίο is covered so that it functions as a check valve met, through the air can only penetrate from the inside of the relay valve to the outside.

Die Wirkungsweise des Relaisventils ist wie folgt: In der gezeigten Stellung ist der Steuerdruckanschluß drucklos, der Durchlaß 4 geschlossen und der Arbeitsdruckanschluß Z entlüftet. Sobald Druckluft von einem Brems- oder Belüftungsventil durch die Steuerleitung zum Steuerdruckanschluß und von dort in den Raum oberhalb des Steuerkolbens 3 strömt, wird dieser nach unten gedruckt und nimmt den rohrförmigen Ventilkörper 5 gegen die Kraft der Druckfeder 7 mit, so daß der Dichtkragen 6 den Durchlaß 4 öffnet uy-.A Druckluft vom Vorratsdruckanschluß V zum Arbeitsdrut-kanschluß Z strömen kann. Der sich dadurch aufbauende Druck unterhalb des Steuerkolbens 3 sucht diesen nach oben zu drücken, sobald dieser Druck etwas größer ist als der Steuerdruck. (Die Fläche der Membran 1 ist größer als die Querschnittsfläcru: der Verbindungsbohrungen 11.) Damit bewegt sich der rohrförmige Ventilkörper 5 wieder nach oben und der Durchlaß 4 wird verschlossen.The mode of operation of the relay valve is as follows: In the position shown, the control pressure connection is depressurized, the passage 4 is closed and the working pressure connection Z is vented. As soon as compressed air flows from a brake or ventilation valve through the control line to the control pressure connection and from there into the space above the control piston 3, this is pressed down and takes the tubular valve body 5 against the force of the compression spring 7, so that the sealing collar 6 the Passage 4 opens uy-.A compressed air can flow from the supply pressure connection V to the working pressure connection Z. The pressure that builds up under the control piston 3 tries to push it upwards as soon as this pressure is slightly greater than the control pressure. (The area of the membrane 1 is larger than the cross-sectional area of the connecting bores 11.) The tubular valve body 5 thus moves upwards again and the passage 4 is closed.

Erfolgt eine teilweise Absenkung des Steuerdrucks, soIf the control pressure is partially reduced, so

wird der Steuerkolben 3 vom höheren Arbeitsdruck nach oben bewegt, so daß eine Entlüftung des Arbeitsdruck&nschlusses über die Entlüftungsöffnungthe control piston 3 is moved upwards by the higher working pressure, so that a venting of the Working pressure & connection via the ventilation opening

möglich ist. Bei vollständiger Entlüftung der Steuerleitung wird der Arbeitsdruckanschluß Zin gleicher Weise nahezu vollständig entlüftet, jedoch verbleibt aufgrund der Vorspannung der Feder 13 ein geringer Restdruck, der sich über die Verbindungsbohrungen 11 zum Steuerdruckanschluß hin abbauen kann.is possible. When the control line is completely vented, the working pressure connection Zin becomes the same almost completely vented, however, due to the preload of the spring 13, a small residual pressure remains, which can be reduced via the connecting bores 11 to the control pressure connection.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Relaisventil für die schnelle Be- und Entlüftung eines Druckluftzylinders mit einem Steuerkolben, der auf einer Seite über einen Steuerdruckanschluß des Ventils mit Steuerdruck beaufschlagt ist, auf der anderen Seite mit dem Arbeitsdruck des Druckluftzylinders und mit einem rohrförmigen Ventilkörper mit Dichtkragen, der einen Durchlaß zwischen einem Vorratsdruckanschluß und einem Arbeitsdruckanschluß des Ventiis öffnet bzw. verschließt, wobei der Steuerkolben so angeordnet ist, daß er bei einer Stellbewegung unter der Kraft des Steuerdrucks den rohrförmigen Ventilkörper mitnimmt, wodurch der Durchlaß zwischen VorratsdruckanschluD und Arbeitsdruckanschluß geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (3) steuerdruckseitig zusätzlich mit der Druckkraft einer vorgespannten Feder (13) belastet ist und Rückschlagventile (1, 11) aufweist, die einen Luftdurchtritt i.ur in Richtung zur Steuerdruckseite ermöglichen.1. Relay valve for rapid ventilation of a compressed air cylinder with a control piston, which is acted upon by control pressure on one side via a control pressure connection of the valve, on the the other side with the working pressure of the compressed air cylinder and with a tubular valve body with sealing collar, which has a passage between a supply pressure connection and a working pressure connection of the valve opens or closes, the control piston being arranged so that it is at an actuating movement under the force of the control pressure takes the tubular valve body with it, whereby the passage between the supply pressure connection and the working pressure connection is opened, characterized in that the control piston (3) is additionally connected to the control pressure side Compression force of a pretensioned spring (13) is loaded and check valves (1, 11) which have a Only allow air passage in the direction of the control pressure side. 2. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile in der Weise gebildet werden, daß Verbindungsbohrungen (11) zwischen der Arbeitsdruckscite und der Steuerdruckseite in dem Steuerkolben (3) vorgesehen sind, die mittels einer steuerdruckseitig angeordneten Membran (1) abgedeckt sind.2. Relay valve according to claim 1, characterized in that the check valves in the manner are formed that connecting bores (11) between the Arbeitsdruckscite and the control pressure side in the control piston (3) are provided, which are arranged on the control pressure side by means of a Membrane (1) are covered. 3. Relaisventil nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der den Steuerkolben (3) belastenden Feder (13) einstellbar ist (Stellschraube 12).3. Relay valve according to claim 1 and claim 2, characterized in that the bias of the the spring (13) loading the control piston (3) is adjustable (adjusting screw 12).
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